2015-01-01  –  2018-12-31

288.009,85 EUR

Universität Duisburg-Essen - Fakultät für Ingenieurwissenschaften - Abt. Maschinenbau - Institut für Energie- und Umweltverfahrenstechnik - Lehrstuhl für Strömungsmaschinen, Duisburg, Nordrhein-Westfalen

03ET7041F

Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]

01144152/1  –  COOREFLEX-Turbo

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojekts AG Turbo COOREFLEX Turbo. Bei hohen Stufendruckverhältnissen ist die Herstellung der aerodynamischen Repetierbedingung innerhalb der Leiteinrichtung von Radialverdichtern schwierig. Bei Betriebspunkten mit Abweichungen von den Auslegungsparametern ist kaum eine ablösungsfreie Strömung möglich. Es treten zeitlich instationäre Strömungsfelder auf, die eine experimentelle Validierung von numerischen Berechnungen bei gleichen Randbedingungen erforderlich machen. Nur dadurch kann der Vertrauensbereich für CFD-Berechnungen in Teillastpunkten erweitert werden. Deshalb werden Messdaten für den zeitlich stationären Betrieb und bei zeitlich instationärer Strömung ermittelt, um die Abhängigkeit der Performancewerte der Leiteinrichtung von den Randbedingungen darstellen zu können. Diese systematische Variation erlaubt die Ableitung von Richtlinien, die in neue Auslegungstools für Radialverdichter mit höherer Effizienz und erweitertem Betriebsbereich umgesetzt werden können. Ein wesentlicher Beitrag zu den übergeordneten Zielen des Gesamtprojekts ist die Erhöhung der Auslegungssicherheit und –qualität von mehrstufigen Hochdruck-Radialverdichtern durch verbesserte, mittels CFD gestützte Methoden. Es soll die Strömungsstruktur in den Bauteilen der Leiteinrichtung von Radialverdichtern im Betrieb bei stationärer als auch bei instationärer Strömung messtechnisch an den Bilanzebenen jeder Statorkomponente erfasst werden. Mit einem neuen Versuchskonzept werden stationäre und instationäre Effekte voneinander getrennt. Es sind 3 Arbeitspakete geplant: a) Auslegung, Konstruktion und Aufbau des Prüfstands zur experimentellen Untersuchung von Leit- und Rückführeinrichtungen. b) Installation optischer und konventioneller Messtechnik, Durchführung der Versuche und Auswertung des Datenmaterials. c) Numerische Simulation der Strömung in der Statorgeometrie mit zeitlich stationären und mit zeitlich varianten Strömungsverhältnissen.